איך GPS תעופה עובד?

סודות של לוויינים

כאשר ברית המועצות השיקה ספוטניק בשנת 1957, מדענים אמריקאים גילו כי הם יכולים לאתר את עמדתם על ידי מעקב אחר שינויים בתדר רדיו תוך כדי תנועה. הצבא הבין כי צוללות יכול גם לעקוב אחר אותות לוויין כדי להתמצא לאחר חודשים מתחת למים. בשנת 1973 הופיע הצבא עם מערכת ניווט חלופית, אותה מערכת מיקום גלובלית בשימוש כיום. כל יחידת GPS מקבלת שידורי לוויין דיגיטליים המשמשים לקביעת מיקומה, בהתבסס על המרחק מהלוויינים.

טריאנגולציה

שידורי הלוויין כוללים את מיקום הלוויין ואת זמן השידור המדויק. הזמן שנדרש כדי להגיע ה- GPS שלך מראה עד כמה המטוס הוא מן הלוויינים. כדי להבטיח דיוק השעון, כל GPS GPS נושאת ארבע שעונים אטומיים. לדעת את המיקום של זמן ומקור של שלושה אותות הלוויין נותן היחידה שלך מספיק מידע כדי לשולש את המיקום של המטוס שלך, אבל רק אם ה- GPS שלך יש שעון אטומי דיוק דומה. הוספת אות מלוויין רביעי מאפשרת ליחידה לעבוד עם שעון משותף.

שעונים אטומיים

המפתח לדיוק GPS הוא הדיוק העצום של שעונים אטומיים. הטכנולוגיה של השעון האטומי ממקמת אטומים בשדה מתנדנד, מה שגורם לשדה להדהד בתדר המתאים לתהודה המגנטית של האטומים. באמצעות תהודה כבסיס התנועה של השעון, במקום גביש קוורץ או קבוצה של הילוכים, השעון להגיע לדייק חסר תקדים. מדענים פיתחו מספר טכנולוגיות עבור שעונים אטומיים, אבל רוב החלקים של שעונים GPS לעבוד על אטומי צזיום.

שגיאות

למרות שהצבא כבר לא משחית אותות GPS לאזרחים, הוא שומר לעצמו את הזכות לעשות זאת בכל עת. גם ללא גורם זה, אותות GPS לפעמים סובלים טעויות קלות עקב אותות מקפצים את חסימות או עיכוב האווירה. בשנת 2003, הממשלה השיקה את מערכת הגדלת שטח רחב (WAAS) כדי לספק דיוק גדול יותר GPS GPS. המידע שנוסף על ידי לוויינים WAAS ותחנות הקרקע להפוך את יחידות GPS תעופה מדויק 1 עד 2 מטרים אופקית 2 עד 3 מטרים אנכית.